Факторы, уменьшающие нагрузку при поглощении динамического удара

До сих пор мы рассматривали вопросы, связанные с нагрузкой на верёвку при поглощении динамического удара, с точки зрения так называемого свободного падения. При работе в пропасти такие условия возникают сравнительно редко. Обычно падение сопровождается более или менее сильными ударами или трением тела спелеолога о стены колодца. Это до известной степени уменьшает скорость падения, а следовательно и его энергию.
С другой стороны, верёвка - не единственный элемент страховочной цепи, способный поглощать энергию. Пока участием крючьев, карабинов и другого металлического снаряжения в этом процессе можно пренебречь, но надо учитывать узлы, которые затягиваются, страховочный конец, который удлиняется, обвязку, стропа которой не статична, мышечные ткани спелеолога, которые также обладают некоторой эластичностью. Вместе взятые, эти факторы, хотя и незначительно, но увеличивают общую деформацию страховочной цепи и способствуют уменьшению силы рывка. Экспериментами установлено, что если при свободном падении, например, твердое тело массой 80 кг вызывает пиковую динамическую нагрузку, равную 720 кгс, то при падении человека в тех же условиях ПДН достигает только 550 кгс, т.е. мышечные ткани и обвязки могут поглотить до 25% энергии динамического удара.
Действие перечисленных факторов проявляется только при падении с малой высоты. При большей высоте можно рассчитывать только на эффект удлинения верёвки.
Запомните:
- при поглощении динамического удара сильнее всех элементов страховочной цепи деформируется верёвка. Следовательно, она поглощает наибольшую часть энергии;
- узлы, страховочный ремень, мышечные ткани и пр. уменьшают пиковые нагрузки, но только при падении с малой высоты.

2.2.7. Надежность статической верёвки

Как уже говорилось выше, для того чтобы получить представление о практической прочности верёвки, надо определить значение силы, при которой рвется верёвка с узлами, мокрая, грязная и пр. Но и этого недостаточно для определения ее надежности, если она статическая. С точки зрения безопасности тот факт, что она бы выдержала, не порвавшись, трех- или трехсоткратную стандартную нагрузку при падении, не имеет никакого значения, если в то же самое время пиковая динамическая нагрузка достигает величин, превышающих способность выдержать эту нагрузку какого-либо звена страховочной цепи или спелеолога. С другой стороны, и относительно высокая на первый взгляд прочность не помешает ей порваться, если ее динамические характеристики окажутся столь низкими, что при падении ПДН превысит статическую прочность.
Поэтому надежность статической верёвки не зависит от практической прочности как отдельно взятой величины, а определяется:
1. Соотношением между величиной силы, способной порвать верёвку с узлами, перегибами, глиной, влагой и пр., и величиной максимальной силы динамического удара при остановке падения; или, другими словами, от соотношения между практической прочностью на разрыв и пиковой динамической нагрузкой (рис.6). А это означает, что при срыве величина пиковой нагрузки всегда должна быть меньше практической прочности. Если допустить обратное, верёвка рвется;

2. Условием, что пиковая динамическая нагрузка никогда не должна превышать способности каждого звена страховочной цепи, включая тело спелеолога, выдержать ее. ПДН зависит, прежде всего, от способности верёвки удлиняться и величины фактора падения. Способность любой ве- ревки удлиняться - определенная величина. Ее надо знать, но ее нельзя изменить. Она указана в технической характеристике верёвки и может быть больше или меньше в зависимости от типа верёвки, а также от сте- пени износа. Спелеолог, однако, может влиять на величину фактора паде- ния, а через нее и на величину пиковой динамической нагрузки (2.2.4.).
Поэтому при провеске колодцев, учитывая сравнительно ограниченные возможности удлинения статической верёвки, надо сделать так, чтобы величина фактора внезапного падения не вышла за пределы динамических свойств верёвки (пп. 4.3., 4.4. и 4.9.). Это необходимо, чтобы при срыве величина ПДН всегда оставалась в пределах практической прочности на разрыв, т.е. чтобы гарантировать надежность верёвки.
Запомните:
- чистая иллюзия рассчитывать на надежность статической верёвки только потому, что исходные данные по ее практической прочности в два, три или больше раз выше максимального ожидаемого усилия, если у вас нет никакого понятия о ее динамических характеристиках.

Конструкция

Конструкция современных веревок - кабельного типа. Впервые ее применила фирма "Edelrid" в 1953 г. Такая верёвка имеет несущую сердцевину и защитную оплетку (рис. 7). Сердцевина состоит из нескольких десятков тысяч синтетических нитей. Они распределены в два, три или более прямых, плетеных или рученых жгута, в зависимости от конкретной конструкции и требуемых эксплуатационных характеристик. Например, сердцевина динамической верёвки типа "Classic" производства "Edelrid" состоит из 50400 нитей толщиной 0.025 мм, а ее защитная оплетка из 27000 нитей.
Оплетка предохраняет верёвку от механических повреждений и прямого действия ультрафиолетовых лучей, придает веревке необходимую гибкость и удобство в обращении. Она участвует и в восприятии различных нагрузок. На ее долю приходится около 40% прочности верёвки. Защитная оплетка альпинистских веревок обычно окрашена. Цвета могут быть самые разные, но всегда яркие, что создает удобство при работе с двумя и более верёвками. Оплетка большинства спелеоверевок белая.

Толщина

Диаметр динамических и статических веревок, производимых большинством специализированных фирм, лежит чаще всего в пределах от 9 до 11 мм. Конкретный диаметр верёвки данного типа рассчитывается еще на стадии проектирования в зависимости от желаемых динамических и эксплуатационных характеристик. Поэтому считается, что толщина любой верёвки достаточна для нагрузок и целей, предусмотренных производителем.
Запомните:
- в практической работе толщина верёвки имеет отношение только к удобству обращения, общему весу, гибкости и т.п. и не является показателем надежности верёвки.

Вес

Вес верёвки зависит от ее толщины. Его величина, выражаемая в граммах на метр, измеряется в стандартных условиях (влажность воздуха 65%, температура 20 градусов Цельсия) и указывается производителем в паспорте верёвки. Обычно вес составляет от 52 до 77 г/м в зависимости от толщины и конструкции. верёвка, не относящаяся к типам "Drylonglife", "Everdry", "Superdry" (импрегнированная), при ее намокании в пещере впитывает много воды, которая может временно увеличить вес верёвки на величину до 40% от ее первоначального веса

Удлинение

Кроме большой прочности при низкой плотности синтетические волокна имеют еще одно ценное свойство - способность удлиняться под нагрузкой, на которой, по сути, основаны амортизационные свойства верёвки.
Не вдаваясь в подробности, в первом приближении можно выделить два вида удлинения: эластичное (упругое), при котором после снятия нагрузки верёвка восстанавливает свою первоначальную длину, и пластическое (неупругое), при котором приобретенное под нагрузкой удлинение сохраняется после ее снятия. При слабых нагрузках верёвка поглощает энергию в основном за счет упругой деформации, а при более сильных появляются необратимые деформации.
Удлинение выражается в процентах к начальной длине верёвки.

Дата добавления: 2015-10-28